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El recorrido de una idea altruista: 
de los pulsos reversos de presión a la 
ventilación mecánica de alta frecuencia
The journey of an altruistic idea: from reverse pressure pulses to high-frequency 
mechanical ventilation
A mediados de los años setenta, después de graduarse 
como ingeniero mecánico de Los Andes, y de haber 
culminado sus estudios de maestría en la Universidad 
de Aston en Birmingham en Reino Unido, José Gabriel 
Venegas regresó a Colombia con la idea de ayudar a 
pacientes con enfisema pulmonar usando un equipo 
diseñado por él mismo que, mediante pulsos reversos 
de presión, permitía abrir las vías aéreas y aliviar el 
atrapamiento de aire. Su investigación, pionera e 
innovadora para aquel momento, dio paso a una serie de 
trabajos posteriores, logros científicos aún vigentes y la 
consolidación de la investigación en Ingeniería Biomédica 
en la Universidad de los Andes.
Ganador dos veces del Premio Nacional de Ciencias en 
Colombia, alumno de Ascher Shapiro en MIT y profesor de 
la Escuela de Medicina de Harvard, José Gabriel Venegas 
emprendió un camino en la investigación en bioingeniería 
gracias a su profesor de pregrado John Burton quien, 
después de su grado en Ingeniería Mecánica en Los Andes, 
lo llevó a la librería del Consejo Británico en Bogotá para 
que conociera los programas de algunas universidades 
en el Reino Unido y motivarlo a estudiar allí una maestría. 
La consejería de Burton, una figura emblemática en el 
Departamento de Ingeniería Mecánica –protagonista 
del acuerdo de cooperación técnica entre Gran Bretaña 
y la Facultad de Ingeniería en la década del sesenta– 
le permitió escoger un programa sobre tecnología de 
producción en la Universidad de Aston en Birmingham.
En la actualidad, esta ciudad se ha destacado por liderar 
proyectos de investigación cruciales en el estudio del 
coronavirus, el curso de la pandemia y posibles curas para 
la enfermedad. Por ejemplo, estudios sobre la reciente 
mutación del virus en Reino Unido, el riesgo de infección 
grave de COVID-19 en niños con cáncer y el desarrollo de 
MEMORIA
Al inicio de la pandemia por COVID-19, en medio de un mar de dudas, una de las pocas certezas que se tenía 
sobre el curso de la enfermedad era que la disponibilidad de ventiladores mecánicos en unidades de cuidado 
intensivo en todo el mundo era insuficiente para atender el alto flujo de pacientes en estado crítico. Por esto, 
en medio de la convulsión generada en las actividades de la Universidad por la pandemia, en este artículo 
de Memoria de la REVISTA DE INGENIERÍA rememoramos los trabajos de José Gabriel Venegas Torres, uno 
de nuestros egresados y profesor de la Facultad en la década del setenta, que resaltan la importancia de la 
investigación en el campo de la mecánica respiratoria, tan en boga en estos momentos.
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Memoria | El recorrido de una idea altruista: de los pulsos reversos de presión a la ventilación mecánica de alta frecuencia
un spray nasal que protege contra el virus. Allí, en 1974, 
Venegas estudió fisiología respiratoria y se encontró con 
las enfermedades pulmonares obstructivas crónicas 
(EPOC) y, de manera particular, con el enfisema. La idea 
de encontrar una solución para paliar esta afección se 
convirtió en su proyecto de grado de maestría. Y, el profesor 
Robinson, director de anestesiología e investigador del 
Hospital Queen Elizabeth de Birmingham, le dio acceso a 
su laboratorio, en donde se dedicó a construir un equipo 
que enviaba pulsos de presión a un tubo colapsable para 
que se abriera y aumentara así el flujo de aire.
De vuelta en Colombia, José Gabriel Venegas regresó a la 
Universidad de los Andes, en donde se desempeñó como 
profesor de ‘Dinámica’ y continuó desarrollando el equipo 
en los laboratorios de la Universidad con el objetivo de 
perfeccionarlo para hacer pruebas en pacientes. “Los 
pulsos reversos eran una forma de ayudarle a las personas 
con enfisema a espirar, pues con esta enfermedad, las 
vías aéreas se colapsan y el gas queda atrapado. La idea 
era producir unos pulsos reversos de presión para que 
cuando la persona exhalara, éstos entraran en reversa 
y abrieran las vías aéreas, permitiéndole así respirar”, 
detalla.
Los resultados de la puesta en marcha del proyecto 
fueron alentadores: el equipo investigador probó la 
máquina en 12 personas que padecían la enfermedad y 
comprobó que, gracias a los pulsos reversos, era posible 
aumentar la oxigenación de los pacientes. Como parte de 
esta investigación, en 1978, Venegas, junto con el médico 
Manuel Venegas Gallo recibieron el Premio Nacional 
de Ciencias de la Fundación Alejandro Ángel Escobar 
por su trabajo “Pulsos reversos de presión, una nueva 
alternativa para el tratamiento de las enfermedades 
pulmonares obstructivas crónicas (Epoc)”. Y, junto con 
otros reconocimientos y avances de la época, este 
acontecimiento fue crucial para la posterior consolidación 
de la Ingeniería Biomédica uniandina.
Pero a pesar de los logros obtenidos en las pruebas del 
equipo, los investigadores identificaron que en algunos 
pacientes las reacciones eran significativas y en otros no. 
La necesidad de entender el por qué de la alta variabilidad 
entre las personas con enfisema se hizo más evidente 
y la fisiología respiratoria disponible en ese momento 
era escasa.
En aquel momento, Emerson, una compañía de 
dispositivos médicos norteamericana, había logrado 
avances importantes en el desarrollo de un equipo 
que hacía oscilaciones, y Venegas contactó a su 
propietario con el objetivo de ahondar más en su 
funcionamiento. Éste, a su vez, lo presentó con 
el profesor Jerry Mead, un renombrado fisiólogo 
respiratorio que trabajaba en la Escuela de Salud 
Pública de Harvard quien le compartió algunos 
artículos de Ascher Shapiro sobre tubos colapsables 
y limitación del flujo espiratorio en enfisema.
Shapiro, un profesor emérito del Instituto de 
Tecnología de Massachusetts (MIT) pionero en 
el campo de la ingeniería biomédica y líder en la 
investigación y educación en mecánica de fluidos 
–cuyos conocimientos en mecánica e ingeniería de 
fluidos fueron decisivos se interesó en la iniciativa 
y apoyó a Vanegas en su aplicación para hacer un 
doctorado en MIT.
Evidentemente, la opción de construir formalmente 
el equipo estaba sobre la mesa. Pero en ese 
momento, con Ronald Reagan en la presidencia y 
en plena carrera armamentista, las compañías de 
bioingeniería se dedicaron a otro tipo de proyectos 
y la máquina de pulsos reversos no pudo ver la luz. 
“Decidí entonces dedicarme a hacer un ventilador de 
alta frecuencia como parte de mi tesis de doctorado. 
Al graduarme, fui invitado a trabajar en Harvard y 
poco a poco fui conformando mi laboratorio en el 
Hospital General de Massachusetts”, comenta el 
investigador.
De los pulsos a la alta frecuencia
“La relación entre los pulsos reversos y la ventilación 
de alta frecuencia resultó ser muy cercana. La 
diferencia es que uno es un pulso muy corto que 
Universidad de los Andes, Bogotá D.C., Colombia. 
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permite abrir la vía aérea y la otra es una ventilación 
de alta frequencia (10 por segundo) con un volumen 
capaz de movilizar el flujo suficiente para que pueda 
salir el CO2”, explica Venegas, quien, como parte de su 
doctorado participó en varios proyectos de investigación 
trascendentales para entender el funcionamiento de la 
ventilación de alta frecuencia. De su tesis, se desprendió 
el trabajo titulado Efficiency and regional distribution of 
high frequency ventilation, un citado artículo científico 
que, en aquel momento y aún hoy en día, suele ser 
entregado por fabricantes de dispositivos médicos en 
todo el mundo cuando venden un ventilador de alta 
frecuencia.
Con el pasar de los años se determinó que los pulsos 
reversos, en lugar de curar a los pacientes con enfisema, 
les prolongaban la agonía y aunque, en efecto, les 
ayudaban a espirar, debían permanecer todo el tiempo 
usando el equipo para mantener la ventilación. “Me 
enfoqué en otrosproyectos y, sobretodo, a investigar 
sobre imágenes de pulmón, a estudiar la distribución de 
la ventilación pulmonar y la perfusión”.
Después de un tiempo, retomó los pulsos reversos al 
investigar sobre la distribución de aerosoles inhalados 
para broncodilatadores, que se usan mucho en enfisema 
pulmonar. A pesar de no lograr una cura efectiva para 
pacientes con enfisema, Venegas ideó una manera en 
que los pulsos reversos sirvieran para el suministro de 
fármacos en personas con la enfermedad y, producto de 
esta investigación, el Hospital General de Massachusetts 
patentó una solución que permite distribuir fármacos 
que detienen el enfisema en las regiones específicas del 
pulmón que lo necesitan.
Un trabajo fundador
Más allá de diseñar un ventilador de alta frecuencia, el 
trabajo de José Gabriel Venegas sobre pulsos reversos 
Pulsos 
reversos de 
presión.
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que consolidó en la década del setenta en Los Andes 
dio origen a diferentes estudios sobre fisiología 
respiratoria de alta frecuencia, que han permitido 
avances importantes en la materia y han cobrado 
suma relevancia en la época actual, en la que el mundo 
se enfrenta a una pandemia por una enfermedad 
respiratoria.
El carácter innovador de este trabajo dio paso a 
investigaciones que hoy son imprescindibles, como el 
entendimiento del comportamiento de los aerosoles 
en los pulmones, un tema muy en boga en la actualidad 
para el estudio de la transmisión del virus SARS CoV-2.
Más recientemente, desde su posición como 
investigador del Hospital General de Massachusetts, 
Venegas apoyó a la empresa Noatec, con sede en 
Manizales, en el desarrollo un ventilador mecánico 
hecho en Colombia, de bajo costo y con uso de piezas 
fabricadas localmente. Este ventilador fue sometido 
a pruebas de compatibilidad electromagnética en el 
laboratorio cámara anecoica de la Facultad de Ingeniería 
de la Universidad de los Andes, y actualmente se 
encuentra el proceso de aprobación ante el Invima.
“Indirectamente, el impacto de mi trabajo con los pulsos 
reversos fue lo que me permitió diseñar un ventilador de 
alta frecuencia y hacer una serie de estudios que hicieron 
posible entender mucho más sobre fisiología respiratoria 
de alta frecuencia. Este trabajo no solo se mantiene 
vigente, sino que también ha cobrado fuerza en medio de 
la emergencia por la pandemia, y eso es algo que me hace 
sentir muy orgulloso y motivado”.
Para Los Andes, la investigación sobre pulsos reversos de 
José Gabriel Venegas hizo parte importante de la oleada 
de trabajo conjunto entre médicos e ingenieros mecánicos 
que surgió en la década del 70 en la Universidad de los 
Andes. Y junto con otras destacadas figuras, como Luís 
Enrique Amaya, Alejandro Arciniegas, Amador Burgos, 
John Burton, Jaime Garcés, Salomón Hakim, Jaime 
Loboguerrero, Enrique Susemihl y Jorge Zapp, dio un 
impulso al desarrollo de la Ingeniería Biomédica en la 
Universidad. 
Memoria | El recorrido de una idea altruista: de los pulsos reversos de presión a la ventilación mecánica de alta frecuencia
José Gabriel Venegas 
experimentando con 
pulsos reversos de presión 
en su laboratorio en el 
Massachusetts General 
Hospital, de la ciudad de 
Boston, Estados Unidos. Año 
1989.
Universidad de los Andes, Bogotá D.C., Colombia.